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Tese

Dinâmica evolutiva de DNAs satélites em populações e espécies de Drosophila do cluester buzzatii (2003)

  • Authors:
  • Autor USP: KUHN, GUSTAVO CAMPOS E SILVA - FMRP
  • Unidade: FMRP
  • Sigla do Departamento: RGE
  • Subjects: DROSOPHILA (GENÉTICA); DNA
  • Language: Português
  • Abstract: Uma porção considerável do genoma de eucariotos é composta por seqüências de DNA satélite (DNAsat). Trata-se de uma classe de DNA altamente repetitivo que consiste de milhares de cópias que se repetem em tandem, formando extensas cadeias homogêneas em regiões heterocromáticas dos cromossomos. No presente trabalho, seqüências de DNA satélite foram analisadas em populações e espécies de Drosophila do cluster buzzatii. Através dos métodos de digestão do DNA genômico e PCR, foram isoladas várias seqüências de uma família de DNAsat comum às 7 espécies do cluster buzzatii: D. buzzatii, D. koepferae, D. serido, D. antonietae, D. gouveai, D. seriema e D. borborema. Como estas seqüências possuem similaridades nucleotídicas significativas com o DNAsat pBuM189 de D. buzzatii (previamente descrito), esta família foi denominada de pBuM. De acordo com a estrutura primária e o tamanho das unidades de repetição, a família pBuM pode ser dividida em duas subfamílias. A subfamília pBuM-1 possui unidades de repetição de aproximadamente 190 pb. A subfamília pBuM-2 possui unidades de repetição que contêm, além da seqüência de 190 pb presente na subfamília pBuM-1, uma inserção de 180 pb, resultando em uma unidade de repetição de aproximadamente 370 pb. Não existem similaridades nucleotídicas significativas entre as seqüências de 190 pb e a inserção de 180 pb. Experimentos de hibridação mostraram que cópias pBuM-1 e pBuM-2 estão organizadas em cadeias separadas,provavelmente em cromossomos não-homólogos. Apesar da família de DNA satélite pBuM possuir várias características em comum com DNAs satélites descritos em outras espécies de insetos, nenhuma seqüência pBuM-homóloga foi encontrada após uma busca no GeneBank. Seqüências da subfamília pBuM-1 encontram-se presentes em um grande número de cópias em D. buzzatii, D. serido e D. antonietae, mas em um reduzido número de cópias em D. borborema e D. koepferae. Seqüências da subfamí- .. lia pBuM-2 encontram-se presentes em um grande número de cópias em D. serido, D. antonietae, D. gouveai e D. seriema, mas em um pequeno número de cópias em D. buzzatii, D. koepferae e D. borborema. Todas as seqüências pBuM obtidas por digestão do DNA exibiram, após eletroforese, um padrão de migração mais lento que o esperado pelo tamanho real das seqüências. Foi especulado que esta diferença entre tamanho aparente e real das seqüências pode ser conseqüência de curvatura do DNA, fenômeno que já foi observado em outros DNAs satélites previamente descritos. Todas as seqüências obtidas da família pBuM possuem elevados níveis de similaridade nucleotídica intra-específica. Além disso, a presença das mesmas substituições em vários ou em todos os clones de uma mesma espécie sugere que evolução combinada ocorreu várias vezes na família pBuM ao longo de sua evolução. A grande variabilidade intra e inter-específica existente no número de cópias dassubfamílias pBuM-l e pBuM-2 deve ter sido resultado de ciclos repetidos de crossing-over desigual entre cópias pBuM. Baseado em uma combinação de dados provenientes das seqüências de nucleotídeos, distâncias genéticas e padrões de ramificações obtidos em dendogramas, seqüências da família pBuM foram divididas em várias classes. A presença de seqüências das mesmas classes no genoma de diferentes espécies indica que grande parte das variantes pBuM surgiram anteriormente aos eventos de especiação que deram origem à maioria das espécies do cluster buzzatii. Foi proposto que o crossing-over desigual foi o principal mecanismo responsável pela fixação (homogeneização) de diferentes variantes da família pBuM no genoma das espécies do cluster. Aparentemente, este processo de homogeneização foi mais eficaz em espécies que atualmente possuem um grande número de seqüências pBuM no genoma. Distâncias genéticas foram calculadas separadamente entre as seqüências das .. subfamílias pBuM-l e pBuM-2 e dendogramas foram construídos. Uma árvore consenso derivada de todos os dendogramas obtidos divide as espécies do cluster buzzatii em 3 ramificações principais: A primeira contém D. buzzatii, a segunda contém D. antonietae e a terceira contém as espécies D. serido, D. gouveai, D. borborema, D. seriema e D. koepferae. A topologia desta árvore foi comparada com a topologia de árvores filogenéticas obtidas por outros marcadores. Foielaborada uma hipótese de evolução da família de DNAsat pBuM, que considera que a espécie ancestral do cluster buzzatii possuía em seu genoma apenas monômeros pBuM de 190 pb. De acordo com esta hipótese, a subfamília pBuM-2 surgiu após a separação das linhagens que deram origem à D. buzzatii (linhagem I) e às demais espécies do cluster (linhagem II). Foi proposto que o surgimento da subfamília pBuM-2 foi possível devido a uma distribuição multi- cromossômica de cópias pBuM-l no genoma da linhagem II. A presença de cópias pBuM-2 no genoma de D. buzzatii foi considerada como resultado de introgressão, possivelmente envolvendo populações ancestrais de D. Koepferae. Com base em informações disponíveis e nos dados apresentados no presente trabalho, foi proposta uma hipótese para a origem e evolução do cluster buzzatii na América do Sul. De acordo com esta hipótese, a região sul da América do Sul foi o centro de irradiação do cluster buzzatii. A dinâmica evolutiva inter-populacional de seqüências pBuM também foi investigada. Seqüências pBuM189 (subfamília pBuM-l) de D. buzzatii foram analisadas em 14 populações (9 brasileiras e 5 argentinas) que cobrem grande parte da área de distribuição desta espécie na América do Sul. Os dados indicam um alto grau de conservação das seqüências pBuM189 entre todas as populações de D. buzzatii analisadas. Os resultados foram interpretados com base em dados provenientes de outros marcadores. Foi proposto que .. oalto grau de similaridade inter-populacional entre seqüências pBuM189 foi conseqüência da colonização recente (~100.000 anos) de D. buzzatii no Brasil e de fluxo gênico em grande parte da distribuição da espécie. Seqüências pSma349 (subfamília pBuM-2) também foram analisadas em 5 populações de D. seriema da Cadeia do Espinhaço, entre os estados de Minas Gerais e Bahia. Os dados mostraram que seqüências pSma349 encontram-se altamente conservadas entre todas as populações analisadas. Este resultado é congruente com dados de inversões cromossômicas que sugerem que D. seriema seja uma linhagem evolutiva praticamente monomórfica. Finalmente, foi isolado e caracterizado um DNAsat abundante no genoma de D. koepferae, denominado de pKoe150. Trata-se de um DNAsat com unidades de repetição de aproximadamente 150 bp. Uma busca por seqüências homólogas ao DNAsat pKoe150 não revelou nenhuma similaridade nucleotídica significativa com seqüências de DNA presentes no banco de dados GeneBank. Também não foi possível alinhar as seqüências dos clones pKoe150 com as cópias da família pBuM descritas no presente trabalho. Portanto, os dados indicam que o DNAsat pKoe150 surgiu por evolução saltatória e não por uma divergência gradual de seqüências da família pBuM no genoma de D. koepferae
  • Imprenta:
  • Data da defesa: 12.06.2003
    • How to cite
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    • ABNT

      KUHN, Gustavo Campos e Silva. Dinâmica evolutiva de DNAs satélites em populações e espécies de Drosophila do cluester buzzatii. 2003. Tese (Doutorado) – Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto, 2003. . Acesso em: 21 maio 2025.

    • APA

      Kuhn, G. C. e S. (2003). Dinâmica evolutiva de DNAs satélites em populações e espécies de Drosophila do cluester buzzatii (Tese (Doutorado). Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto.

    • NLM

      Kuhn GC e S. Dinâmica evolutiva de DNAs satélites em populações e espécies de Drosophila do cluester buzzatii. 2003 ;[citado 2025 maio 21 ]

    • Vancouver

      Kuhn GC e S. Dinâmica evolutiva de DNAs satélites em populações e espécies de Drosophila do cluester buzzatii. 2003 ;[citado 2025 maio 21 ]

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